Методичний посібник "Активізація навчально-пізнавальної діяльності на уроках фізики як засіб формування предметних компетентностей здобувачів освіти"

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ОПОРИНЙ ЗАКЛАД «ШПАНІВСЬКИЙ ЛІЦЕЙ ШПАНІВСЬКОЇСІЛЬСЬКОЇ РАДИ РІВНЕНСЬКОГО РАЙОНУ РІВНЕНСЬКОЇ ОБЛАСТІ»

Активізація навчально-пізнавальної діяльності на уроках фізики як засіб формування предметних компетентностей здобувачів освіти

(методичний посібник)

Опорний заклад «Шпанівський ліцей» - 2023

Котенко Т.В. Активізація навчально-пізнавальної діяльності на уроках фізики як засіб формування предметних компетентностей здобувачів освіти

У методичній розробці подано матеріали з досвіду роботи учителя фізики та астрономії опорного закладу “Шпанівський ліцей” щодо форм, методів, прийомів активізації пізнавальної діяльності здобувачів освіти на уроках фізики. Зроблено опис досвіду та запропоновано розробки уроків, методичні рекомендації щодо проведення уроків, які ілюструють практичні підходи педагога щодо реалізації теми досвіду.

Упровадження досвіду спрямоване на активізацію навчально-пізнавальної діяльності здобувачів освіти  через усвідомлення значущості знань з предмету, діяльнісний підхід в реалізації методу розв'язування задач, проведення експерементальних дослідів, створення проблемних ситуацій, використання інтерактивних форм і методів в ході навчання.

Рекомендовано учителям фізики, астрономії для використання в практичній роботі

Зміст

1. Вступ ………………………………………………………………………..3
2. Розділ 1. Теоретичні засади для активізації навчально-пізнавальної діяльності на уроках фізики як засіб формування предметних компетентностей здобувачів освіти
   1.           Методи для засвоєння знань при розв’язуванні задач……………7
   2.           Формування пізнавальної активності засобами демонстраційного та фронтального експерименту…………………………………...10

1.3.    Використання окремих типів фізичних задач, які сприяють 

          формуванню предметної компетентності учнів………………….15

3. Розділ 2. Розробки уроків із використанням різних методів засвоєння знань при розв’язуванні задач та виконанні експериментів

2.1. Урок  «Послідовне з’єднання провідників» 8 клас ………………..22

2.2. Урок  « Природа електричного струму у розчинах і розплавах  електролітів» 8 клас………………………………………………………26

2.3. Урок « Середня швидкість рівномірного руху. Розв’язування задач» 7 клас………………………………………………………………32

4. Висновок ………………………………………………………………….36
5. Список використаних джерел……………………………………………39
6. Додатки …………………………………………………………………...40

Вступ

«У наших школах не повинно бути нещасливих дітей, 

душу яких гнітить думка, що вони ні на що не здатні…» 

В.О. Сухомлинський

Метою повної загальної середньої освіти є всебічний розвиток, виховання і соціалізація особистості, яка здатна до життя в суспільстві та цивілізованої взаємодії з природою, має прагнення до самовдосконалення і навчання впродовж життя, готова до свідомого життєвого вибору та самореалізації, відповідальності, трудової діяльності та громадянської активності .

Досягнення цієї мети забезпечується шляхом формування ключових компетентностей, необхідних кожній сучасній людині для успішної життєдіяльності, серед яких компетентності у галузі природничих наук, техніки і технологій.

Фізика   є фундаментальною природничою наукою, що вивчає загальні закономірності перебігу природних явищ, закладає основи світорозуміння на різних рівнях пізнання природи і дають загальне обґрунтування природничо-науковій картини світу. Крім наукового  вона має важливе соціокультурне значення і є сьогодні невід’ємною складовою культури людської цивілізації, рушійною силою науково-технічного та соціально-економічного прогресу.

Навчання фізики  здійснюється на компетентнісних засадах і передбачає формування предметних компетентностей учнів.  Засобами навчальних предметів, незалежно від рівня їх опанування, здійснюється формування ключових компетентностей, необхідних кожній сучасній людині для її життєдіяльності .  (Додаток 1)

Зміна парадигми сучасної освіти зі знаннєвої на компетентнісну вимагає застосування активних форм і методів навчання. Перед педагогом постають нові задачі, реалізувати які він може лише використовуючи новітні технології, методи, прийоми, зокрема й ті, які сприяють активізації пізнавальної діяльності здобувачів освіти.

Пізнавальний інтерес – глибинний внутрішній мотив, який базується на властивій людині природній пізнавальній потребі. Реалізація принципу активності на уроках фізики, розвиток пізнавального інтересу – складне завдання, від реалізації якого залежить ефективність освітньої діяльності школярів.

Актуальність досвіду полягає в тому, що на сучасному етапі розвитку національної освіти  принципи сучасної дидактики фізики зумовлюють потребу у виробленні превентивної стратегії формування, розвитку і реалізації пізнавальних інтересів здобувачів освіти, спрямованої на формування предметних компетентностей.

Практична значущість полягає в тому, щоб засобами активізації пізнавальної діяльності стимулювати у школярів  стійкий інтерес до вивчення фізики.

Інноваційна значущість полягає у створенні авторського методичного кейсу форм, методів, прийомів активізації пізнавальних інтересів школярів, спрямованих на формування та розвиток  предметних компетентностей.

Науково-теоретична база досвіду

Проблема активізації пізнавальної діяльності – одна з найбільш актуальних проблем сучасної педагогічної науки, яка активно досліджувалась та досліджується  у вітчизняному та зарубіжному науково-педагогічному просторі відомими науковцями (Ю. Бабанський, Д.Богоявленський,  П. Гальперін, Д. Ельконін, В. Давидов, І. Маліфіїк, В.Онищук, О.Пєхота, Є. Полат, О. Пометун, А. Сиротюк, В. Шарко та ін.) та досвідченими педагогами, зокрема й учителями фізики (Д. Біда, П. Віктор, І.Гельфгат, Я.Левшенюк, О. Новак, П. Пшенічка,  В.Старощук, В. Шаталов). 

Суть досвіду

Під терміном «активізація пізнавальної діяльності» розуміють підвищення рівня усвідомленого пізнання об’єктивно-реальних закономірностей в процесі навчання.

Основна мета педагога в ході такої діяльності – розвиток творчих здібностей здобувачів освіти.

Як стверджують психологи, здібності людини розвиваються в процесі діяльності. Засобами розвитку пізнавальних здібностей школярів є вміле застосування таких форм, прийомів і методів, які забезпечують високу активність учнів в пізнанні фізичних закономірностей.

До таких можна віднести парну, групову, кооперативну (навчання у співпраці) форми організації навчальної діяльності, активну та інтерактивну моделі навчання із застосуванням методів, що стимулюють пізнавальну активність і самостійність учнів (проблемні та творчі завдання, проєктні дослідження, ігрові форми діяльності тощо)

Кожен учитель, прагнучи створити комфортні умови навчання, за яких учень відчуває свою успішність, інтелектуальну спроможність, застосовує в освітньому процесі свій набір освітніх технологій, прийомів і  методів активізації пізнавальної діяльності школярів, будує власну стратегію розвитку особистості учня, формування ключових та предметної компетентностей.

Необхідність модернізації фізичної освіти обумовлюється розвитком фізики як науки, зростанням її ролі в розвитку суміжних наук і культури суспільства, а також необхідністю у навчанні фізики створення умов для формування у здобувачів освіти інтересу до наступної навчальної діяльності щодо успішного оволодіння основами професійної майстерності та майбутньої життєдіяльності. Розв’язування фізичних задач здобувачами освіти є невід’ємною складовою процесу навчання фізики, зокрема навчально-пізнавальної діяльності, уможливлюючи формування у тих, хто навчається, навчально-пізнавальної компетентності, пріоритетної серед ключових і предметної компетентності з фізики, оскільки забезпечує розширення суб’єктного досвіду молодої людини через засвоєння цілісного процесу пізнання фізикою. Цілеспрямоване формування предметної компетентності здобувачів освіти засобами складання і розв’язування фізичних задач забезпечує здатність особистості здійснювати навчальну пізнавальну діяльність, як складову соціального досвіду діяльності через фізичні та універсальні методологічні знання, досвід реалізації відомих способів навчально-пізнавальної діяльності, зокрема навчально-евристичної та навчально-дослідницької, емоційно-ціннісного та соціально-адаптаційного ставлення до навчально-пізнавальної діяльності та її засобів. 

Аналіз наукових праць із досліджуваної проблеми формування предметної компетентності здобувачів освіти у процесі розв’язування фізичних задач, нормативних документів, навчальних програм з фізики, дають можливість виявити недоліки і суперечності між:

-потребою доцільності реформування фізичної освіти в напрямі реалізації компетентнісного підходу та використанням традиційних методик у навчанні фізики;

-потребою педагогічної практики в організації процесу цілеспрямованого формування предметної компетентності учнів засобами розв’язування фізичних задач та недостатньою розробкою методичного забезпечення цього процесу.

Зупинимося на окремих з них, які застосовуємо на практиці, зокрема на розв'язуванні задач з фізики, проведенні демонстраційного та фронтального експерименту, експериментальній діяльності учнів на уроках фізики.

Розділ 1. Теоретичні засади для активізації навчально-пізнавальної діяльності на уроках фізики як засіб формування предметних компетентностей здобувачів освіти

1.1. Методи для засвоєння знань при розв’язуванні задач

Для досягнення поставленої мети в рамках компетентнісного підходу слід використовувати систему методів, що забезпечують засвоєння здобувачами освіти фізичних знань, способів розумової діяльності, розвиток  їх розумових здібностей і підвищують їх інтерес до самостійного процесу пізнання. (Додаток 2)

Метод інформаційно-рецептивний передбачає з’ясування готового знання з друкованого джерела. Здобувачам пропонуються тексти з підручника або журналів з певної теми і запитання до них. За цими матеріалами організовується робота у групах, парах або індивідуально, а потім колективно обговорюються питання.

Індуктивно-дедуктивні методи розв’язування фізичних задач належать до групи традиційних методів, що передбачають послідовне розгортання аналізу змісту задачі та проектування процесу її розв’язку від часткового до загального. Дедукція полягає у пошуку того, як висловленому узагальненню знайти конкретні підтвердження. Дедуктивний метод веде учнів від наслідку (загального положення) до причини (вона криється у конкретних фізичних фактах і процесах, що досліджуються) та спонукає до пошуків цих причин. Індукційний метод є оберненим до дедуктивного і передбачає переорієнтації ходу думки у зворотному напрямку – від конкретного до загального.

Репродуктивні методи розв’язування фізичних задач передбачають реалізацію алгоритмічного (математичного) підходу до організації такого виду навчально-пізнавальної діяльності учнів з метою вироблення репродуктивних способів діяльності працювати за зразком (алгоритмом).

Евристичні методи  передбачають реалізацію евристичного підходу до організації такого виду навчально-пізнавальної діяльності учнів з метою вироблення продуктивних способів діяльності у виробленні нестандартних способів розв’язку.

Методи проблемного обговорення та евристичної бесіди. Ці методи передбачають поєднання усного викладу матеріалу вчителем, постановку проблемних питань, які виявляють особистісне ставлення учня до поставленого питання, його життєвий досвід, знання, отримані поза межами навчального закладу.

Проблемне навчання. Проблемні задачі мають особистісно- розвивальний характер і природно виникають з досвіду і потреб самих учнів. Поставивши учня в проблемну ситуацію, цікаву і для всього класу, отримують можливість активізувати його мислення. Залучення учнів у ході проблемного заняття до формулювання проблеми,  висунення гіпотез щодо її вирішення поглиблює інтерес до самостійного процесу пізнання.

Активація механізму мислення на цьому етапі відбувається при застосуванні прийому «роздум вголос» та інших. Створення ситуації, в якій учень йде на один-два кроки попереду вчителя. При цьому вчитель віддає право пошуку відповіді класу. Тут характерним є поєднання репродуктивного та частково-пошукового методів навчання.

Дослідницькі методи. Навчальний процес організовується через застосування системи теоретичних та практичних дослідницьких задач, що характеризуються високим рівнем проблемності. Всі етапи пізнавального процесу учні проходять самостійно, використовуючи головним чином продуктивно-практичний і пошуковий методи навчання. Найвищим рівнем пізнавальної самостійності учнів слід вважати дослідницький метод вирішення навчальної проблеми. Його можна використовувати на лабораторних заняттях, узагальнюючих заняттях з певних тем курсу фізики, екскурсіях, а також у роботі над проектом. Найбільш ефективною формою для розв’язання задач дослідницького характеру є групова робота учнів із застосуванням навчального «мозкового штурму».

З переходом на нові показники якості освіти – компетентності змінюються й пріоритети щодо навчання фізики: основними результатами навчання з фізики є набуття тими, хто навчається, досвіду пізнавальної діяльності. Оскільки компетентність є інтегрованою і динамічною комбінацією особистісних якостей учня, що характеризує його готовність і здатність продемонструвати свої знання та вміння в конкретній ситуації, тому прямій діагностиці практично не піддається. Тому оцінювання компетентності учня проводиться у формі демонстрації або застосування відповідних компетенцій. До найбільш ефективних засобів вимірювання компетенції учнів відносимо: портфоліо; ситуаційні завдання; завдання практико-прикладної спрямованості; публічну оцінку результатів проектної та дослідницької діяльності; проекти; педагогічні тести; міжпредметні екзамени; тести на виявлення компетентностей.

Таким чином, у процесі реалізації компетентнісного підходу акцент робиться на практичну спрямованість навчання, підкреслюється роль досвіду, вмінь застосовувати знання в різних ситуаціях. Слід зазначити, що даний підхід не є чимось принципово новим і спирається на кращі традиції педагогічної науки і практики, він розширює та доповнює фундаментальну освіту. Вимоги, що висуваються до результатів засвоєння освітньої програми, мають відповідати сучасним умовам ринкової економіки, оскільки передбачають формування не тільки предметних знань, умінь і навичок , але і ключових компетентностей, які сприяють соціальній адаптації та готовності і здатності до діяльності.

Тому з позицій формування предметної компетентності учнів об’єктами навчання мають бути не лише фізичні явища, поняття, закони, правила, а й універсальна методологія наукового пізнання фізики.

1.2. Формування пізнавальної активності засобами демонстраційного та фронтального експерименту

   Фізичний експеримент  у різних його видах є найбільш цікавим для учнів способом пізнавальної діяльності. Використовуючи його, можна проілюструвати дію законів природи в доступному для учнів вигляді, підвищити наочність викладання, зробити навчання цікавим, а закони такими, що краще запам’ятовуються.(Додаток 3)

 Проведення уроків з використанням дослідів неодноразово розкривало переді мною можливості фізичного експерименту, які сприяють розвитку пізнавальної активності учнів. Я систематизувала й узагальнила ідеї використання можливостей фізичного експерименту за наступними напрямками. (Додаток 4)

Обґрунтування наукових положень.

   В учителя є можливість не тільки розповісти про фізичні явища і закони, але й знайти спосіб наблизити ці явища до учнів, щоб вони стали разом з учителем дослідниками цих явищ. Одержання результатів експерименту завжди пов’язане з хвилюванням: радість від того, що передбачений результат збігся з одержаним, турбота від невдачі, здивування перед новим результатом. Тому кожний дослід сам по собі зацікавлює учнів. Тут слід підкреслити й інше: впевненість учнів у можливості експериментального підтвердження наукових фактів спонукає їх з особливою повагою ставитися до предмету, де кожне положення доводиться. Демонстрації, пов’язані з ілюстрацією експериментальних законів, дають учням можливість ніби слідувати за думкою вченого. 11 років наполегливої праці відділяють роботи Ампера про притягання паралельних струмів від відкриття Фарадеєм явища електромагнітної індукції. А на уроці учні повторюють дослід за кілька хвилин. (Додаток 5)

Формування експериментальної компетентності, розвиток дослідницької діяльності учнів.

    Формування творчої особистості неможливе без інтенсивного розвитку її здібностей, експериментальних вмінь. Для прищеплення інтересу до фізики корисно задавати досліди й експериментальні роботи, які можуть складатися з конструкторських завдань: виготовлення лінійки, мензурки, динамометра, калориметра, моделі фонтану. Велику пізнавальну і виховну цінність мають досліди, які попереджають вивчення матеріалу на уроках, в яких учні виступають як дослідники.

Наприклад, перед вивченням теми « Випаровування рідин» учням корисно запропонувати порівняти: 1) швидкості випаровування води та олії ( води і спирту), які знаходяться у відкритих посудинах; 2) швидкість випаровування води, яка налита в стакан, зі швидкістю випаровування води тієї ж маси, але налитої у блюдце.

  Перед вивченням « Кипіння» - спостерігати й записати всі явища, які відбуваються під час кипіння води. При цьому з’ясовується, що один учень помітив тільки те, що вода бурлить і виділяє пар, а інший помітив, що вода нагрівається потроху, в деякий момент чайник починає шуміти, потім йде легка пара, чайник затихає, а вода стає білою, і тільки потім пара клубиться над чайником - вода кипить.

     Всі ці спостереження допомагають вчителю повніше, ясніше викласти питання про кипіння, а учням краще його засвоїти. А головне – такі завдання  розвивають спостережливість, що є запорукою успіху вивчення нового матеріалу на основі дослідів.

Експериментальне навчально – дослідницьке завдання передбачає виконання учнями фізичного експерименту і є системою логічно пов’язаних проблем, які мають єдину дидактичну мету, об’єднані єдиною логікою процесу дослідження, під час розв’язання яких учень відкриває для себе нові знання про об’єкт дослідження та оволодіває науковими методами дослідницької діяльності.

  Якщо в руках учнів є прилади, то у них переважають  почуття самостійності, перемоги, радості, що їм довірили прилади. Спостерігаючи не один раз за діяльністю учнів під час лабораторних робіт, я бачила, як розкриваються особистості, навіть тих учнів, що виявляли посередні здібності під час уроків теоретичного характеру. І це, я вважаю, є проявою творчих здібностей, які закладені в кожній дитині.

Формування критичного способу мислення.

      Ми вчимо дітей фізики не тільки для того, щоб вони пізнавали світ, а й навчилися думати, знаходити компроміси, виділяти головне, критично ставитися до будь – яких аргументів, висувати гіпотези та перевіряти їх на практиці, бути відкритим до сприйняття думок інших і одночасно принциповим у відстоюванні своєї позиції. Критичний спосіб мислення формується поступово, він є результатом щоденної кропіткої роботи вчителя й учня, з уроку в урок, з року в рік. Не можна виділити чіткий алгоритм дій учителя у цьому завданні, але можна виділити певні умови, створення яких здатне спонукати і стимулювати учнів до критичного мислення.  Це – час, очікування ідей, спілкування, цінування думок інших, віра в сили учнів, активна позиція.

    Іноді експеримент приводить до раптового результату, який неможливо пояснити з позиції існуючих поглядів. У цьому випадку виникає необхідність в уточненні теорії, в приведенні її у відповідність до експерименту. Приклад – парадоксальні досліди:

• рух тіла вгору по похилій площині;
• попадання яйця в пляшку з вузькою шийкою;
• кипіння води в паперовій «каструлі»;
• кипіння ефіру у кип’ятильнику Франкліна;

Навчальна цінність цих дослідів полягає в тому, що вони акцентують увагу учнів по суті на суттєвих ознаках понять, але таких, на які учні не звертали раніше уваги, або доводять непостійність « здорового глузду». У такій ситуації мислення, емоції і воля учнів тісно взаємопов’язані, тому парадоксальність досліду викликає почуття здивування, сприяє зосередженню уваги учнів та підвищенню їй активності у висловлюваннях щодо пояснення побаченого, а це веде до розвитку критичного способу мислення.

    Розвиток політехнічного світогляду.

      Демонстрація дослідів політехнічного змісту дозволяє найбільш економним та ефективним способом розв’язувати важливу задачу навчання - розвиток політехнічного світогляду. Демонстраційний експеримент політехнічного змісту повинен відображати принцип побудови широкого кола технічних пристроїв, заснованих на використанні фізичних явищ , які вивчаються.

    Наприклад, знайомлячи учнів із темою « Теплова дія струму», можна показати на конкретних прикладах застосування цього явища в електричних нагрівальних приладах     ( камін, електроплитка, праска). А можна піти й іншим шляхом, запропонувавши самостійно придумати застосування явища нагрівання провідників струмом. Спочатку учні перераховують знову прилади з побуту ( паяльник,  електрочайник). Потім , коли пропозиції вичерпані, можна запропонувати таку демонстрацію: установка така сама, що використовується для показу нагрівання провідника струмом, але тепер доторкнутися до провідника смужкою пінопласту та розрізати його. Це дає новий поштовх для пропозицій щодо використання теплової дії струму ( електролобзик, випалювач, електроскальпель, грілка, ковдра). Так значні варіації основної демонстраційної установки спонукають учнів до того, щоб згадати одні технічні пристрої та придумати інші.

Великі можливості для політехнічного навчання розкривають теми  « Закони постійного струму», «Електричний струм в різних середовищах».Розвиток сучасної радіоелектроніки, автоматизація технологічних процесів, наближення побуту до науково – технічного прогресу викликає в учнів неподільну зацікавленість до фізичних основ процесів та сприяє розвитку політехнічного світогляду школярів.

Формування культури мислення, вміння робити висновки з результатів досліду.   

   Експеримент, як найважливіший елемент процесу навчання фізики, активізує розумові здібності, розвиває спостережливість, сприяє формуванню культури мислення. Кращих результатів можна досягти тільки тоді, коли учні беруть участь у підготовці та проведенні експерименту. Учні в ході експерименту, перевіряючи здобуті закономірності, намагаються зрозуміти та пояснити одержані результати. У свідомості учнів утворюються нові зв’язки і відношення, формується нове знання. І ось тут необхідно допомогти учням розвивати навички робити висновки про проведене дослідження, виходячи із поставленої мети, вживаючи фізичну термінологію. Найкраще цьому підпорядковані лабораторні роботи.

Наприклад, демонстрація роботи електричних кіл супроводжується схемами підключення приладів у колі. При цьому відношення елементів кола сприймаються зі схеми краще, ніж з « живої» установки. Відбувається це тому, інформація про дане електричне коло на схемі пройшла генералізацію – цілеспрямований відбір та узагальнення. Різні види зображень, що супроводжують демонстраційний експеримент, сприяють формуванню просторових уявлень (малюнок  « Рух під дією сили»  допомагає побачити процеси, що відбуваються з об’єктами). Отже, демонстраційний експеримент у поєднанні із малюнками на дошці формують образне мислення учнів. А це необхідна умова ефективного засвоєння знань.

1.3. Використання окремих типів фізичних задач, які сприяють 

формуванню предметної компетентності учнів

Навчальною програмою з фізики передбачено розв’язування задач різного типу.

Процес розв’язування задач у під час навчання фізики виконує різні функції. Це – засіб усвідомлення і засвоєння досліджуваних понять, явищ і закономірностей, метод вдосконалення знань і спосіб формування логіко- аналітичних умінь, засіб повторення пройденого, спосіб зв’язку курсу фізики з життєвими явищами і виробничими процесами в усіх їх різновидах, засіб створення проблемних ситуацій, спосіб вивчення нового матеріалу. Безліч навчальних функцій цього процесу тісно переплітається з виховними і розвиваючими функціями процесу навчання: він (процес розв’язування задач) розвиває вміння працювати, сприяє формуванню таких важливих якостей характеру людини як наполегливість у досягненні мети і самостійність у судженнях, цілеспрямованість, логічні здібності, творче мислення і багато інших.

Розв’язування задач відноситься до практичних методів навчання і як складова частина навчання фізики розвиває ті ж компетентнісні компоненти, що і навчання фізики: знаннєвий, діяльнісний, ціннісний компоненти, але спираючись на активну розумову діяльність учня. Знаннєвий компонент задач полягає в накопиченні певних знань, формуванні в учнів практичних умінь і навичок, ознайомленні їх зі специфічними фізичними і загальнонауковими методами і принципами наукового пізнання. (Додаток 6)

Основні типи фізичних задач, які сприяють формуванню предметної компетентності учнів є: навчальні задачі; практико-орієнтовані (задачі- запитання, задачі-проблеми, задачі-завдання); навчально-дослідницькі задачі.

Навчальні задачі. Навчальні фізичні задачі в більшості випадків сформульовані в рамках правил теорії, фактично пов’язані і спрямовані на засвоєння знань цієї теорії. Значну кількість нового матеріалу, який повинні засвоїти учні, можна подати на основі розв’язування ними конкретних навчальних завдань. Їх умовно поділяються на стандартні і нестандартні.

При проведенні уроку я використовую навчальні задачі з різними способами подання: текстові (кількісні, якісні задачі, тести, завдання за картками), графічні (представляють собою завдання за графіком), експериментальні (завдання, які не можуть бути вирішені без постановки дослідів або вимірювань), словесні (розповідь, бесіда), цікаві задачі, а також задачі, які подані у вигляді малюнків, відео- та аудіоінформації, таблиці, кросворди.

За ступенем складності або характером розумової діяльності фізичні задачі поділяють на прості і складні.

Прості фізичні задачі учням потрібні для того, щоб : 1) ознайомитися зі структурою фізичної задачі; 2) виробити свідоме ставлення до вибору дій, які потрібно зробити для знаходження відповіді на питання задачі; 3) побачити елементарні функціональні залежності між величинами, що входять в умову, зрозуміти зв'язок між компонентами; 4) пов'язати різні фізичні задачі із життям, що підвищує у учнів інтерес до дисципліни, оживляє процес оволодіння навичками; 5) робота із зміною тексту простої задачі дозволяє учню оволодіти більш абстрактними фізичними величинами, переходити до узагальнень і абстрагування; 6) готувати учня до розуміння розв’язування різноманітних складових задачі. 

Щоб в учнів підвищити бажання розв’язувати задачі і виконувати вправи з фізики, підвищити компетентність, необхідно не просто пропонувати їм «голі» задачі з підручника, які їм уже «приїлися» і не викликають ніякого інтересу, а урізноманітнити їх за формою подання, особливо, спрямовані на майбутні професії. Розглянемо  приклад такої задачі.

Ставиться навчальна мета: показати учням, що потужність при послідовному і паралельному з’єднаних електроспоживачів за певних умов є однаковою. Якщо просто сказати учням про це, то особливого інтересу для них це повідомлення не викликає, оскільки не потребує жодних розумових зусиль. Проте спеціально підібрана задача, з одного боку, виявляється основою для моделювання реальної побутової ситуації, а з іншого, на засадах навчального фізичного експерименту, – основою для складання і  розв’язування відповідної експериментальної навчально-дослідницької задачі.

Приклад.: «Будинок лісника підключено до електромережі за допомогою довгого кабелю з досить великим опором. Лісник помітив, що два однакові чайники закипають при послідовному і паралельному підключенні за один і той самий час. Чому дорівнює опір кабелю, якщо кожний з чайників споживає при напрузі 220 В потужність 400 Вт?».

Аналізуючи результат розв’язання задачі, учні приходять до висновку, що пропонована задача не лише дозволяє розрахунок опору кабелів електричного кола, але й викликає у них деяку парадоксальну асоціацію. Парадоксальним виявляється той факт, що потужність, яка виділяється на послідовно і паралельно з’єднаних опорах в умовах реального експерименту є однаковою. На початку аналізу задачі цікавість у учнів викликає процес з’ясування причини виникнення такого «парадоксу», адже за формулою розрахунку  потужності  констатують, що для різних випадків з’єднань виділення однакової потужності можливе лише за різних напруг

Для відшукання критерію виродження «парадоксу» учні мають звернути увагу не на розподіл спадів напруг на послідовно або паралельно з’єднаних опорах, а на те, що незмінною залишається напруга, прикладена до зовнішньої ділянки досліджуваного електричного кола. У цьому випадку має бути врахований опір кабелю підвідної лінії, що виявися поза увагою учнів. Отже, головною причиною виділення однакових потужностей на опорах при різних типах їх з’єднання є різні значення опорів підвідних провідників.

Використання навчальних фізичних задач дозволяє здійснювати визначення рівня не лише здобутих знань учнів, а й сформувати у них когнітивні складові предметної компетентності та вміння застосувати свої знання, аналізувати і переносити знання на схожі, уже відомі ситуації. У додатку 6 наведено варіанти таких задач.

Практико-орієнтовані навчальні задачі. За змістом практико- орієнтована задача має бути максимально наближеною до життєдіяльності людини, містить практико-орієнтовану побутову або, професійну проблему. Серед задач цього типу розрізняють:

Задача-повідомлення. В практиці роботи  на уроках фізики я використовую практико-орієнтовані задачі-повідомлення, які дозволяють формувати в учнів науковий світогляд, підтримувати стійкий пізнавальний інтерес. Це можна показати на прикладі розв’язку задачі, складеної на матеріалі повідомлень у засобах масової інформації.

За повідомленнями в світових засобах інформації Україна братиме участь в унікальному проекті створення плавучого космодрому, з якого ракети-носії «Зеніт» будуть стартувати в районі екватора Землі. Задача: Дослідити, чому обрано саме такі географічні координати? 

Результати розв’язування такої задачі показують значення для першої космічної швидкості 7,5 км⁄с, що дозволить суттєво зменшити витрати пального на старті.

Складання і розв’язування таких задач дозволяє логічно актуалізувати, або складати і розв’язувати інші задачі, варіанти яких наведені нижче:

а) Якою буде траєкторія штучного супутника Землі, запущеного з середніх широт, відносно поверхні Землі? Чи залежить вона від радіуса орбіти супутника?

б) На ряді газопроводів, прокладених в районах вічної мерзлоти, компресорні станції не лише перекачують природний газ, а й охолоджують його до температури 0-20^оС. Чому?

В процесі складання і розв’язування задачі такого типу учні дізнаються і враховують той факт, що аналогічним чином здійснюється зберігання теплової рівноваги з оточуючим середовищем, враховується виключення можливості танення ґрунту і деформації трубопроводів.

Задача-проблема. Для постановки навчальної практико-орієнтованої задачі-проблеми на занятті як правило використовують нескладні задачі, які цілком посильні для всіх учнів класу. Приклад такої задачі: Визначимося у ситуації, коли на занятті потрібно розглянути питання про залежність опору металевих провідників від температури. Тема заняття учням на початковому етапі не повідомляється (логічніше у даному випадку повідомити її пізніше).

Щоб перед учнями поставити задачу-проблему, складаємо електричне коло за традиційною схемою підключення лампи розжарення до джерела з вольтметром і амперметром. В демонстраційній установці краще використати амперметр демонстраційний з шунтом на 3 А та вольтметр демонстраційний з додатковим опором на 15 В, лампу на 20-30 Вт, 12 В, наприклад автомобільну. Живиться установка від випрямляча чи акумуляторів, але можна скористатись і змінною напругою до 12 В, якщо ця напруга регулюється (при використанні змінної напруги треба виконати відповідні перемикання в демонстраційних приладах).

Встановлюємо в колі певну напругу (так, щоб лампа розжарювалась слабко) і за показаннями амперметра та вольтметра пропонуємо учням визначити опір спіралі лампи. Після виконання завдання шкалу амперметра закриваємо аркушем паперу, а напругу збільшуємо удвічі. Учням пропонується встановити, яку силу струму тепер показуватиме амперметр. Після нескладних розрахунків учні дають відповідь, що сила струму також повинна зрости у два рази. Відкриваємо шкалу амперметра, і учні переконуються, що сила струму в колі зросла, але не в два рази, як повинно було б бути за законом Ома для ділянки кола. Звертаємо увагу на формулу для визначення опору провідника та умов проведення досліду.

Внаслідок цього учні висловлюють гіпотезу, що можливо, опір спіралі лампи залежить від температури. Далі здійснюємо планування досліду для перевірки гіпотези і виконуємо сам дослід (наприклад, вимірюється опір спіралі «холодної» лампи за допомогою авометра).

Задача-завдання.  Творча задача-завдання – це завдання, в якому відсутні дані, необхідні для прямої або непрямої підказки ідеї розв’язання (тобто перетворює її в проблему). Такі завдання учні можуть успішно розв’язати лише після того, як вони досить добре засвоять навчальний матеріал теми і отримають деякі навички в розв’язуванні задач. Приклад, який ілюструє деякі можливості зазначених змістових форм задач-завдань для організації діяльності учнів у відповідності до процесу моделювання. Типове завдання для змістової форми

«запропонуйте спосіб…», як умова для реалізації процесу побудови деякої моделі і моделювання процесу отримання необхідного результату на основі сформульованої моделі.

Приклад завдання: Запропонуйте спосіб визначення ваги однієї краплі води, якщо у вас є: невеличка скляна посудина з водою, пробірка, нитка, важок 10 г, піпетка і фломастер.

Пропонований тип задачі-завдання не передбачає проведення експерименту з реальними об’єктами, проте це можливо у межах розв’язання відповідної експериментальної задачі. В даному випадку в якості розв’язку передбачається описання експериментальної установки, підібраної на основі перелічених в умові завдання предметів і послідовність дій, що зумовлюють отримання необхідного результату (текст), або малюнок, схема з поясненнями.

Навчально-дослідницькі задачі. Для спрямування навчально-пізнавальної діяльності учнів на самостійне оволодіння фізичними знаннями: науковими фактами, поняттями, законами звертаються до навчально-дослідницьких задач

Дослідницьку діяльність учнів можна розглядати як одну з концептуальних засад навчання фізики в загальноосвітній школі. Для успішної організації дослідницької діяльності необхідно  виробити в учнів елементарні навички цієї роботи і пробудити інтерес до дослідницької роботи. Вагоме місце займає відбір, організація і постановка експериментальних задач з елементами пошуково-творчого характеру, графічних досліджень, з’ясування причин виникнення парадоксів у процесі дослідження фізичних процесів

Пропонована вище навчальна задача про потужність при послідовному і паралельному з’єднаних опорах є основою для складання і виконання відповідної експериментальної навчально-дослідницької задачі: «Дослідити залежність потужності, що виділяється на двох однакових опорах, з’єднаних послідовно або паралельно, від опору підвідних провідників за сталої прикладеної до них напруги».

Виконання експериментальної частини потребує складання електричного кола, визначення і добору електровимірювальних приладів. Зокрема, має бути врахована умова зміни опору підвідних провідників, наприклад, за допомогою зміни опору реостата. Для підтримки незмінним значення напруги, прикладеної до зовнішньої ділянки кола, її регулюють потенціометром. У процесі виконання експерименту необхідно виконати і ряд вимірювань в досліджуваному колі: напруги Uзд, прикладеної до зовнішньої ділянки кола (вольтметром на 12 В); опору підвідних провідників Rпр (мультиметром); сили струму І (амперметром на 3 А). В якості джерела струму доцільно обрати пальчикові батарейки (вісім батарейок по 1,5 В) з’єднаних між собою послідовно. Варто відмітити, що в процесі виконання експериментальної частини завдання вимірювання опору підвідних провідників здійснюють за розімкнутого кола. Тому необхідно забезпечити умови для замикання і розмикання відповідних ділянок кола з блокуванням одночасного ввімкнення кола і вимірювача опору підвідних провідників.

Експериментальну частину складають два завдання. Перше – зняття ом- амперної характеристики – залежності сили струму I, що протікає через два послідовно з’єднані резистори R (Rпосл=2R) від опору підвідних провідників Rпр за сталої напруги Uзд=10 В, прикладеної до зовнішньої ділянки кола. При цьому опір підвідних провідників Rпр змінюють за допомогою реостата R1 через кожні 2 Ом в межах [10; 30] Ом.

Розділ 2. Розробки уроків із використанням різних методів засвоєння знань при розв’язуванні задач та виконанні експериментів

2.1. Урок  «Послідовне з’єднання провідників» 8 клас

(Організація  проблемного навчання  за допомогою  фізичного експерименту)

Тема уроку. Послідовне з’єднання провідників.

Мета уроку:Встановити співвідношення між силою струму, напругою та електричним

                       опором при послідовному з’єднанні провідників.

Методичні рекомендації. До виявлення основних закономірностей при послідовному з’єднанні провідників учні  9 класу підготовлені виконанням лабораторних робіт №2                   ( «Складання електричного кола та вимірювання сили струму на різних його ділянках») та №3 ( « Вимірювання електричної напруги за допомогою вольтметра» ). Так, під час вимірювання сили струму амперметром було встановлено, що сила струму в усіх ділянках простого кола однакова; коли учні виконували роботу № 3, вони як додаткове завдання порівнювали загальну напругу із сумою напруг на окремих ділянках кола.

У результаті навчально – пізнавальної діяльності при вивченні послідовного з’єднання провідників учні повинні засвоїти, що:

• в усіх послідовно з’єднаних ділянках електричного кола сила струму однакова;
• повна напруга електричного кола дорівнює сумі напруг усіх послідовно з’єднаних ділянок кола;
• загальний опір електричного кола дорівнює сумі опорів усіх послідовно з’єднаних провідників або ділянок кола.

Ці положення з’ясовуються під час виконання лабораторної роботи № 6 « Дослідження електричного кола з послідовним з’єднанням провідників», яку доцільно проводити по частинах у процесі вивчення відповідного навчального матеріалу.

Методи проблемного вивчення теми: частково – пошуковий, дослідницький. 

Актуалізація опорних знань. Зміст навчального матеріалу, який треба засвоїти на уроці, передбачає повторення означень сили струму, напруги і опору провідників, закону Ома і наслідків з нього. Але особливо цінними будуть висновки лабораторних робіт № 2 і 3, що стосуються розподілу сили струму і напруг між споживачами в простому електричному колі. Актуалізації потребують також експериментальні вміння користуватися амперметром і вольтметром. Встановити стан сформованості відповідних умінь і готовності учнів до засвоєння нового навчального матеріалу можна, використовуючи програмовані та тестові завдання, що стосуються розпізнавання приладів, визначення ціни поділки шкали приладу, обчислення величин характеристик кола.

Засвоєння нових знань.

 Цей етап уроку передбачає підготовку учнів до лабораторної роботи, Спочатку вони креслять схему досліду, показують напрям струму, полярність джерела струму і вимірювальних приладів  ( мал. 1 ). Потім вони складають за схемою електричне коло                  ( резистори мають бути такі, щоб струм у колі не перевищував 1 А, наприклад 2 і 4 Ом), результати експерименту заносять у таблицю і відповідають на такі запитання:

• Як з’єднані провідники?
•  Як увімкнені в коло амперметр і вольтметр?
• Для чого в коло ввімкнено реостат?

Після цього вчитель запитує учнів: « Чи однакової сили струм проходить у провідниках R1 і  R2 з різним опором, якщо вони з’єднані послідовно?» Взагалі учні підготовлені до ствердної відповіді в результаті виконання лабораторної роботи №2. Проте вони ще не переконані, що коли маємо різні опори, сила струму в резисторах буде однакова. Тому вони виконують перше завдання роботи:

 Встановлюють за допомогою реостата струм у колі 0,5 А, вмикають амперметр у різні ділянки кола, пересвідчуючись у справедливості висловленого раніше твердження, яке формулюємо на рівні закону:

Сила струму в різних ділянках простого кола при послідовному з’єднанні провідників завжди однакова                І1 =І2= І3=…=І

Наступне завдання фактично повторює додаткове завдання лабораторної роботи №3. Але щоб відповідний висновок був узагальнений на рівні закону, треба повторити дослід кілька разів при різних значеннях сили струму, наприклад,  0,3, 0,5 і 0,7 А.

Вимірюючи кожного разу вольтметром напругу на резисторі 1, резисторі 2, на двох резисторах разом і порівнюючи ці результати, учні констатують, що

незалежно від сили струму в колі повна напруга дорівнює сумі напруг усіх послідовно з’єднаних ділянок кола      U=U1 +U2+…

Нарешті, треба знайти співвідношення між опорами при послідовному з’єднанні провідників. Оскільки всі експериментальні дані вже здобуто, а лабораторна робота досить громіздка і забирає в учнів багато часу, то цю її частину пропонуємо зробити вдома: обчислити за формулою опори R1, R2, R для серії дослідів і порівняти їхні значення.

Таким чином, виконання лабораторної роботи частково- пошуковим методом дає змогу учням встановити всі співвідношення між силою струму, напругою та електричним опором при послідовному з’єднанні провідників.

Формування вмінь та навичок.

На цьому етапові, як правило розв’язуються розрахункові задачі на закони послідовного з’єднання провідників; тестові завдання ; які містяться і в підручнику, і в збірниках задач, і пропонуються у мультімедійному курсі « Фізика – 8»

Під час уроку та  у його підсумку необхідно підкреслити практичне значення теми, зв'язок теорії із практикою, розширення політехнічного світогляду учнів.

2.2.Урок « Природа електричного струму в розчинах і розплавах електролітів»  8 клас

Мета: Ознайомити учнів з явищем проходження електричного струму в рідинах,  розкрити практичне використання явища електролізу.  

Сприяти активізації творчого мислення, пізнавального інтересу до вивчення фізичних явищ;  формувати спостережливість, допитливість, вміння робити висновки.

Тип уроку: комбінований

Очікувані результати

Після уроку учні:

Знаннєвий компонент

знатимуть поняття електроліту, електролітичної дисоціації, явища електролізу та його застосування, електрохімічного еквіваленту.

розумітимуть  природу електричного струму в розчинах і розплавах електролітів.

Формулюватимуть закон Фарадея для електролізу;

Діяльнісний компонент

застосовуватимуть  закон Фарадея для електролізу в процесі розв’язування фізичних задач різних типів і під час пояснення демонстрацій.

Ціннісний компонент

оцінюватимуть роль видатних учених у розвитку знань про електрику та електроліз зокрема; значення фізичних відкриттів в побуті й техніці.

Обладнання: демонстраційне обладнання, підручник, інтелект-карти, презентація до уроку.

Демонстрації. Явище електролітичної дисоціації (в т.ч. мультимедійний контент), явище електролізу.

Хід уроку

І. Актуалізація опорних знань учнів

Проводиться в ході короткочасної самостійної роботи за завданнями збірника діагностичних завдань.

Учні працюють над завданнями в парах до 5хв, після чого обмінюються варіантами та здійснюють самоперевірку. 

Завдання, які викликали труднощі, обговорюються фронтально.

ІІ. Мотивація навчальної діяльності учнів

Формулювання проблемної ситуації

- Отож, на попередніх уроках ми з вами з'ясували особливості проходження струму в металах і знаємо, що дія будь-якого електроприладу ґрунтується на проходженні струму металевими провідниками. Разом з тим, часто доводиться чути  про нещасні випадки, які трапляються з людьми  при необережному використанні електричних пристроїв  в місцях з підвищеною вологістю, зокрема у ванних кімнатах. Ми про це вже вели мову на початку навчального року, наголошуючи направилах безпеки життєдіяльності. 

То чому ж можливе ураження струмом при контакті електричного пристрою з водою? Можливо тому, що вода є провідником електрики? Так чи ні?

Давайте спробуємо це з'ясувати, провівши експеримент.

На демонстраційному столі зібране електричне коло з батареї, лампочки, вимикача та двох електродів.

По черзі електроди "занурюють" в сіль та воду.

- Чи світиться лампочка?

- Ні.

- Чи проходить струм колом?

- Ні.

- Отже? Сіль і вода будуть провідниками?

- Ні.

Проблемне питання:

- А якщо розчинити сіль у воді?

Учні  висловлюють свої припущення. 

Учитель засипає ложку солі у воду і розмішуючи, розчиняє її.

Знову занурюють в розчин електроди. Лампочка починає слабко світитись.

- А тепер?

- Струм проходить.

- Отже? Розчин солі - провідник електрики!

- А чи лише він буде провідником? Щоб дати відповідь на це питання та з'ясувати,  які ще рідини можуть проводити струм, нам слід опрацювати тему "Природа електричного струму в розчинах і розплавах електролітів. Закон Фарадея для електролізу".

ІІІ. Повідомлення теми, мети і завдань уроку

Учні записують тему уроку, знайомляться з термінами, які мають опанувати. Терміни записані на окремому «крилі» дошки або роздруковані на окремих аркушах паперу.

ІV. Вивчення нового матеріалу

Вивчення нового матеріалу здійснюють методом евристичної бесіди з використанням презентації з даної теми уроку і підібраними відеоматеріалами. В ході перегляду мультимедійного додатку з'ясовуються поняття:

- електролітична дисоціація

- електроліт

- електрод (катод, анод)

- аніон, катіон

- молізація (рекомбінація)

- електрохімічний еквівалент

формулюють та записують закон Фарадея для електролізу

Учні методом "Мозкового штурму"висловлюють свої припущення щодо можливих способів та галузей застосування електролізу. Припущення перевіряють переглядом відповідного відео

V. Закріплення вивченого

- Отже, повернімося до початку уроку. Чому ж небезпечно користуватися електроприладами в місцях з підвищеною вологістю? 

Учні приходять до висновку, що вода містить розчинені солі, тобто є електролітом, внаслідок чого є провідником електрики.

- Крім вміння пояснити спостережуване явище, слід ще й вміти здійснювати практичні розрахунки. Тому давайте розглянемо приклади розв’язування задач з теми.

Робота з підручником

п. 5 (Ст. 202) Приклад розв'язування розрахункової задачі з теми

Учитель знайомить учнів щ прикладом розв'язування розрахункових задач з теми, звертає увагу на культуру записів та оформлення, роботу з табличними матеріалами.

Задачі № 473, 475, 477, 481, 482  з посібника [15 ] розв'язують фронтально.

VI . Підсумки. Оцінювання. Рефлексія

• Як ви гадаєте, чи було виконано завдання, поставлені на початку уроку?
• Що допомогло опанувати навчальний матеріал, розібратися з проблемними ситуаціями?
• Які нові поняття стали відомими в ході уроку?
• Чи виникли у вас труднощі з засвоєнням / розумінням матеріалу? Над чим ще варто попрацювати дома для кращого розуміння опрацьованого?

VII. Домашнє завдання

§ 37, 38 прочитати

Вп. 37 (2, 4),  38 (1)

2.3. Урок « Середня швидкість рівномірного руху. Розв’язування задач» 7 клас

Мета уроку:Закріпити знання про середню швидкість та ознайомити учнів з методами розв'язання задач. Розвивати логічне мислення учнів, розширювати їх кругозір.Виховувати культуру оформлення задач.

Тип уроку:урок закріплення знань.

Обладнання:навчальна презентація, комп’ютер.

План уроку:

І. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП

ІІ. ПЕРЕВІРКА ДОМАШНЬОГО ЗАВДАННЯ

III. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ ТА ВМІНЬ

IV. РОЗВ'ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ

V. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

VІ. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Хід уроку

І. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП

II. ПЕРЕВІРКА ДОМАШНЬОГО ЗАВДАННЯ

III. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ ТА ВМІНЬ

Фізичний диктант.

1. Фізична модель, яку використовують замість тіла, розмірами якого в умовах даної задачі можна знехтувати. (Матеріальна точка)
2. Уявна лінія, яку описує в просторі точка, що рухається. (Траєкторія)
3. Фізична величина, яка дорівнює довжині траєкторії. (Шлях)
4. Як називають рух, під час якого тіло за рівні інтервали часу проходить різний шлях? (Нерівномірний рух)
5. Як називають рух, у ході якого за будь-які рівні інтервали часу тіло проходить однаковий шлях?(Рівномірний рух)
6. Графік шляху для рівномірного руху – це …; графік швидкості для рівномірного руху – це …
7. Назвіть види руху за формою траєкторії. (Прямолінійний, криволінійний)
8. Який рух називають криволінійним?
9. Який рух називають прямолінійним?
10. Якою характеристикою руху користуються у фізиці для порівняння руху тіл?
11. Дайте означення середньої швидкості.
12. Як розрахувати середню швидкість руху тіла?

IV. РОЗВ'ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ

1. Піднімаючись у гору, лижник проходить шлях, який дорівнює 5 км, із середньою швидкістю 5,4 км/год. Спускаючись із гори зі швидкістю 10 м/с, він проходить 2 км шляху. Визначте середню швидкість руху лижника на всьому шляху.

2. Автобус перші 4 км шляху проїхав за 12 хв, а наступні 12 км — за 18 хв. Визначте середню швидкість автобуса на кожній ділянці шляху і на всьому шляху.

3. На рисунку наведено графік залежності швидкості руху тіла від часу. Визначте шлях, який пройшло тіло за 30 с.

4. За графіком шляху тіла визначте середню швидкість руху тіла.

5.Першу третину часу — автомобіль рухався зі швидкістю 10 м/с, а решту часу зі швидкістю 72 км/год. Чому дорівнює середня швидкість руху?

6. Чверть усього шляху автомобіль рухався зі швидкістю 72 км/год, а решту шляху зі швидкістю 15 м/с. Чому дорівнює середня швидкість руху?

VІ. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

Рефлексія

Інтерактивна вправа «Результат»

Учні по черзі роблять висновки про те, чого вони навчилися на уроці, якого результату досягли.

VIІ. Домашнє завдання

Вивчити § 11, Вправа №11 (4-6)

Висновок

Великий німецький фізик Альберт Ейнштейн наголошував: “Правильно навчає той, хто навчає цікаво”. На сучасному етапі розвитку освіти ця його теза залишається дуже актуальною. Адже, якщо учню не цікаво вивчати предмет, результату, якого очікує вчитель від навчання, ніколи не буде.

Перед кожним педагогом сьогодні постає проблема “Як зацікавити учня? Яку форму навчання краще використати для цього? Як її правильно організувати?” Що може бути стимулом до певного виду діяльності?

Найбільш значимим внутрішнім стимулом, що є найбільш діючим і ефективним, є прагнення до пізнання нового, засноване винятково на інтересі до предмета пізнання. Щоб мислення почало працювати, людину необхідно чимось вразити, здивувати, викликати розгубленість. Відповідно до психологічної формули “інтерес - стимул - реакція на стимул - мотив дії - саме “дія”, позбавивши дитини стимулу, важко очікувати від нього успішного рішення навчальних завдань. Саме стимул визначає той або інший тип мотивації. Внутрішня мотивація є важливою умовою успішного навчання. “Мотив - складне психологічне утворення, що повинен побудувати сам суб'єкт” (Е.П.Ільїн). Учитель може тільки сприяти цьому процесу. Існує цілий ряд науково розроблених способів підвищення внутрішньої мотивації в навчальному процесі, використовуючи які, можна уникнути багатьох труднощів. Для цього як учителям, так і батькам необхідно дотримуватися наступних вимог, бути знайомими з методами мотивації та шляхами стимулювання творчої активності учнів на уроці .

Суттєві зміни в системі організаційно-методичного супроводу учнів (психолого-педагогічний супровід) доцільні у навчально-виховному процесі, створюють сприятливі умови для врахування індивідуальних особливостей, інтересів і потреб учнів, для формування у школярів орієнтації на той чи інший вид майбутньої професійної діяльності, сприятимуть вирішенню найактуальнішої проблеми розвитку творчих здібностей учнів.

Отже, за характером i методом дослідження виокремлюють якісні й кількісні фізична задачі. Розв’язування якісних задач не передбачає використання математичного апарату. У кількісних — результат ґрунтується на математичних перетвореннях й обчисленнях. За способом розв’язування задачі поділяються на якісні, обчислювальні, графічні, експериментальні. Залежно від рівня математичного апарату розрізняють арифметичний, алгебраїчний i геометричний способи розв’язування обчислювальних фізичних задач. Успішне засвоєння фізичних понять, різнобічне й глибоке усвідомлення змісту навчального матеріалу, набуття практичних умінь і навичок застосовувати фізичні закони і закономірності у виробництві й техніці потребують оволодіння узагальненими методами, способами та прийомами розв’язування компетентнісно орієнтованих задач, ефективного застосування законів природи і техніки, наявності аналітичного мислення особистості.

Основні вимоги до уроку з розвитку творчих здібностей учнів:

• використання різноманітних форм та методів організації навчальної діяльності для актуалізації суб'єктивного досвіду учнів;
• створення атмосфери, що сприяє зацікавленості кожного учня в роботі класу;
• стимулювання учнів до розмірковування, використання різних способів виконання завдань без страху помилитися, дати неправильну відповідь;
• використання в процесі роботи дидактичного матеріалу, що дозволяє учню обирати найбільш прийнятні для нього вид і форму навчального матеріалу;
• оцінювання діяльності учня не тільки за кінцевим результатом, але й за процесом його досягнення;
• заохочення намагання учня знаходити власні способи виконання завдань, аналізувати способи роботи інших учнів у процесі уроку;
• створення таких педагогічних ситуацій спілкування на уроці, які дозволяють кожному учню проявляти ініціативу;
• створення атмосфери, що сприятиме самовираженню.

Механізм творчості повинен працювати увесь час. Не просто бути в робочому стані – а саме працювати. І тільки від нас залежить, у якому режимі він працюватиме:

а) на самовтілення – творець, мудрець, талант;

б) на споживання – дилетант і ерудит;

в) на самозбереження – виконавець, реактивна людина.

Від цього залежить, чим і заради чого житиме людина, яка її мета і в чому сенс її життя.

 Використані джерела

1. М. В. Головко, «Проблеми формування змісту базового курсу фізики та методики його реалізації в гімназії». Проблеми сучасного підручника: зб. наук. праць, О.М. Топузов, Ред., Київ, Україна: Педагогічна думка, 2018, Вип. 21, С. 92-104.

 2. М. В. Головко, Л. В.Непорожня, В. В. Коваль, Ю. С. Мельник, В. В. Сіпій, Фізика. Підручник для 9 класу загальноосвітніх навчальних закладів, Київ, Україна: Видавничий дім «Сам», 2017, 322 с.Проблеми сучасного підручника 140

3. Т. М. Засєкіна, «Підручник з фізики як засіб формування предметної компетентності учнів». Проблеми сучасного підручника: зб. наук. праць, О.М. Топузов, Ред., Київ, Україна: Педагогічна думка, 2014, Вип. 14, С. 197-296.

 4. С. Е. Каменецкий, В. П. Орехов, Методика решения задач по физике в средней школе. Книга для учителя, Москва, Россия: Просвещение, 1987, 336 с.

5. Методика преподавания физики в 8—10 классах средней школы. Ч. 1. Пособие для учителя, В.П. Орехова, А.В. Усова, Ред., Москва, Россия: Просвещение, 1980, 320 с.

6.http://refs.co.ua/64352-Teoreticheskie_osnovy_algoritmizacii_processa_obucheniya_mladshih_shkol_nikov.html

7.https://sites.google.com/site/putivnikinnovacijnogodosvidu/prirodnico-matematicnij-napram?offset=10

8. В чому різниця між компетентністю та компетенцією? Доступ: http://cito-web.yspu.org/link1/metod/met156/node10.html

Додаток 1

Діяльність учасників навчально-виховного процесу при формуванні життєвих компетентностей учнів при вивченні фізики

Додаток 2

Орієнтовну структуру процесу розв’язування фізичної задачі подано у вигляді схеми

Додаток 3

Експеримент - основа фізичної науки:

Додаток 4

Проблемні ситуації, що створюються на уроках, підпорядковані таким дидактичним цілям: на уроках:

Додаток 5

Проблемна ситуація

Додаток 6

Виміряти питомий опір запропонованих зразків дроту і за результатами вимірювань визначити, з чого вони виготовлені.

Обладнання. Батарейка з ЕРС 4,5 В, вольтметр на 6 В, обмежувальний резистор (змінний на 4,7-103 Ом), точний резистор (100 Ом, 5%), гальвано- метр на 100 – 200 мкА з відомим опором, лінійка, олівець, два зразки (мідний дріт довжиною 2 – 3 м й діаметром 0,1 – 0,15 мм і ніхромовий довжиною 0,3-0,5 м й діаметром 0,3 – 0,5 мм), таблиця питомих опорів різних матеріалів.

Розв’язок. Виміряти діаметр дротини можна звичайним способом – намотавши кілька витків на олівець: довжину намотки вимірюють лінійкою. Ідея вимірювання полягає в тому, щоб, зібравши послідовну схему з вимірювального резистора і досліджуваного шматка дротини, порівняти напругу на них, скориставшись гальванометром у ролі вольтметра (не забувати про опір вольтметра). Це легко зробити для провідника з великим опором, але важче для іншого. В цьому випадку можна порівнювати напруги на двох шматках дроту, параметри одного з яких уже відомі. Після цього обчислюють питомі опори дротин.

Задача А.2.2: Визначити опір мотка дроту, не розмотуючи його і не користуючись амперметром і вольтметром. Перевірити отриманий результат амперметром і вольтметром.

Обладнання. 1) Моток мідного дроту без каркаса; 2) терези з різноважками; 3) лінійка з міліметровими поділками; 4) амперметр; 5) вольтметр; 6) реостат; 7) батарейка кишенькового ліхтарика; 8) з’єднувальні провідники.

Розв’язок. Опір однорідного провідника можна визначити за формулою Значення питомого опору знаходимо з таблиць.

Площу поперечного перерізу шукаєм за його діаметром:

Діаметр провідника легко виміряти за допомогою лінійки з міліметровими поділками (на будь-який олівець намотують потрібну кількість витків дроту, визначають довжину намотки і за цими даними ви- значають діаметр дроту). При бажанні для вимірювання діаметра дроту можна використати мікрометр або штангенциркуль. За допомогою терезів вимірюємо масу мотка дроту m і, скориставшись даними про густину міді D, знаходимо довжину провідника:   

Тепер можна визначити опір мотка дроту: 

Розрахувавши таким способом значення опору мотка дроту, складаємо електричне коло з джерела постійного струму, реостата, ампермеамперметра, мотка дроту і  вольтметра, що  приєднаний  паралельно  до  мотка дроту.  За даними

показів   амперметра   і   вольтметра   визначаємо опір    порівнюємо здобуті значення опору.

Задача А.2.3: Дано амперметр, вольтметр, джерело струму і невідомий опір. Як виміряти цей невідомий опір з найбільшою точністю?

Розв′язок. При визначенні опору за допомогою амперметра і вольтметра звичайно не враховують опору вимірювальних приладів. Це і вносить похибки в розрахунки. Розглянемо один із варіантів визначення опору провідника з урахуванням опору амперметра. Для цього один раз вимірюють напругу U1 на амперметрі, а вдруге – на послідовно з’єднаних амперметрі й невідомому опорі. Тоді:

Задача А.2.4: Визначити опір резистора. Яка абсолютна й відносна похибка виконаних вимірювань напруги і сили струму та знайденого результату? За яких умов точність виконаних вимірювань при використанні тих самих приладів буде максимальною?

Обладнання. Джерело постійного струму, реостат, досліджуваний резистор, амперметр, вольтметр, з’єднувальні провідники.

Розв’язок. Опір резистора можна визначити, скориставшись двома схемами. Згідно з однією вимірюється сила струму в колі й напруга на резис торі, а згідно з другою – сила струму в послідовно з’єднаних амперметрові й резисторі і напруга на них. За першою схемою опір резистора

Відносна похибка вимірювання в цьому разі така:

За другою схемою 

Відносна похибка  вимірювання опору резистора:

Абсолютні похибки вимірювань: